为贯彻落实国务院《大气污染防治行动计划》，国家发展改革委、国家能源局等八部委在2016年5月份印发了《关于推进电能替代的指导意见》，强调在居民采暖、生产制造、交通运输、电力供应与消费等领域推广电能替代。当前，电能替代的主要任务是以电能替代煤炭消费，尤其是散烧煤。
“煤改电”涉及居民采暖、工业与农业生产、电力生产与消费等众多领域。居民采暖领域包括存在采暖刚性需求的北方地区和有采暖需求的长江沿线地区，特别是燃气、热力管网覆盖范围以外的学校、商场、办公楼等热负荷不连续的公共建筑，燃气、热力管网无法达到的老旧城区、城乡结合部或生态要求较高区域的居民住宅，京津冀、长三角等大气污染联防联控重点区域，西部和北部新能源富集地区等;生产制造领域包括生产工艺需要热水、蒸汽的各类行业，金属加工、铸造、陶瓷、岩棉、微晶玻璃行业，以及农产品加工行业等;电力生产领域主要是指用可再生能源发电或高效节能环保燃煤机组替代燃煤自备电厂发电;电力消费领域主要是指采用电蓄冷空调、蓄热电锅炉等技术促进电力负荷移峰填谷，提高社会用能效率。
其中，冬季清洁取暖，是“煤改电”的重点与难点。尤其是在北方地区，燃煤污染已经与国家和民众的降霾需求形成了突出矛盾，“煤改电”作为解决问题的重要途径之一，值得深入研究与推广。
限制性因素众多
“煤改电”不仅有助于解决日益严重的能源安全问题和城乡大气污染，同时也是转变经济发展方式，推进绿色发展、循环发展、低碳发展的重要途径。但是由于电能在终端能源消费中的价格竞争优势不强，大规模“煤改电”面临发展瓶颈。
宏观环境层面，一是受经济运行“三期叠加”影响，实体经济经营压力增大，企业面对电能替代改造投资门槛高、用能成本增加的实际问题，实施意愿不强，需求难以释放;二是我国能源在开发、使用环节都没有体现环境成本，电能清洁、安全、易控的优势被削弱，在终端能源市场竞争中处于劣势;三是近年来天然气供需形势趋于缓和，加之国际、国内油气价格持续走低，“三联供”等天然气用能方式快速发展，也给“煤改电”带来了一定挑战。
政策支持层面，中央政府近年来制定了多个治理散煤、防治大气污染的政策文件，各级政府也均跟进出台了很多配套支持政策，但具有实质推动作用的补贴、价格类政策还是较少，政策支持力度和作用还有很大的提升空间。一方面，国家支持政策落实滞后，目前，一些地方政府尚未根据国家有关“煤改电”的要求制定地方性实施方案，国家政策的落实还需要与地方政府进一步沟通协调;还有很多地方对燃煤锅炉提出了较严格的环保排放要求，但实际工作中环保政策执行不严、缺乏监督手段、处罚取证困难，影响了政策执行效果。另一方面，政策补贴扶持力度有待加强，“煤改电”说到底需保障用户的合理利益诉求，财政补贴、价格类政策数量偏少，支持力度偏弱，不足以充分调动用户的积极性和主动性。
技术层面，支撑能力有待提升。电采暖方式多样，对于集中电采暖，目前主要采用各类热泵(以土壤源和空气能为主)，其次是蓄热式电锅炉;对于分散电采暖，移动式主要采用碳晶或电暖气，壁挂式主要采用空气能热泵或碳晶，发热电缆和电热膜主要预埋于地板中。近两年来，空气能热泵、碳晶等新兴供暖技术的市场占有率快速攀升。但是，很多技术目前仍处于发展起步的初始阶段，相关技术标准和法律规范仍不完善，造成市场标准不统一，操作不规范，产品质量和性能也不够稳定，导致部分地区出现了用户体验差的问题。
实施落地层面，部分地区配电网网架薄弱，改造投资较大。冬季取暖“煤改电”电网改造范围主要是10千伏及以下线路和变电容量的增容改造。对于集中连片区域的电取暖改造或者工业大用户的煤改电工作，将涉及35千伏、110千伏甚至220千伏线路和变电容量的增容改造。对于利用西部和北部弃风、弃光电量促进大范围“煤改电”，甚至涉及更高电压等级的线路和变电容量建设工作。以近年来京津冀电取暖改造为例，电网增容改造平摊到每户的成本约为5万元。
多方协同因地制宜
习近平总书记在中央财经领导小组第14次会议上强调，要按照企业为主、政府推动、居民可承受的方针，宜气则气，宜电则电，尽可能利用清洁能源，加快提高清洁供暖比重。作为一种清洁供暖方式，电取暖的大范围推广目前才刚刚开始，作为一项民生工程，需要政府、企业、用户等多方面的共同努力。
具体来说，需要中央政府相关部门统筹规划，确定“煤改电”总体推进路径、解决共性问题，编制国家层面的“煤改电”规划、建筑节能改造和供暖规划、中央层面的财税政策、环保排放标准与监管等全局性的工作目标和要求;需要地方政府按照国家“煤改电”工作统一要求，结合本地区实际情况，组织编制本地区“煤改电”工作方案，明确目标任务，落实国家规划要求，并设立进度安排协调和目标考核机制，精心组织实施;需要企业承担“煤改电”主体责任，电网、可再生能源发电企业等要及时将政府明确的目标任务分解落实，并按照政府规划统一要求，编制企业清洁供暖工作方案，同时可以进一步探索更易于用户接受的商业模式，例如参照热力公司供暖收费标准收取用户采暖电费，确保不额外增加用户采暖支出;也需要用户逐步改变原有的取暖观念，提高对“煤改电”环保价值的认识。
在进一步推进过程中，各地应结合本地区的热负荷特性、环保生态要求、电网支撑能力，研究“个性化”实施方案，因地制宜地发展电供暖。
分散电供暖适用于非连续性供暖的学校、部队、办公楼等场所，也适用于集中供热管网、燃气管网无法覆盖的老旧城区、城乡结合部或生态要求较高区域的居民住宅，作为集中供热的补充。
热泵供暖技术值得继续研究与推广，不同地区应根据气温、水源、土壤等条件特性，同时结合电网架构能力，推广使用空气能、水源、土壤源热泵供暖，充分利用低温热源热量，提升电能取暖效率。土壤源热泵主要适用于河北、河南、山东、山西、黑龙江、天津、北京等地区的易于埋管的城乡结合部、新建中心乡镇。空气能热泵主要适用于黄河以南地区，特别是建筑或小型区域供暖，而在高寒地区由于技术原因目前难以规模化发展。水源热泵主要适用于有相对集中的含低品位热量的生产生活污水地区，或者在海水、湖水资源丰富地区适当发展。
在发展户用“煤改电”的同时，也应该科学发展集中电锅炉供暖，充分利用低谷时段电力，有效地降低用户采暖成本。蓄热式电锅炉适用于峰谷电价差较大、取暖需求较为集中地区，如北京、天津、山东等地区。直热式电锅炉多用于集中供暖无法覆盖且取暖需求相对集中、电力供应充足、电网调峰有保障地区，或者用于热力管网的末端补热。
在风电、光伏等清洁能源电力富余地区，应充分利用存量机组发电能力，以风电供暖等模式，建设具有蓄热功能的电供暖设施，用弃风、弃光电量转化为热能补充大热网，不仅可以提高供热的经济性和可靠性，还可以促进可再生能源电力消纳，一举两得。该方式主要适用于新疆、甘肃、内蒙古、河北、辽宁、吉林、黑龙江等“三北”可再生能源资源丰富地区。
(作者系国网能源研究院研发中心主任工程师)
